(57)【要約】【課題】電子デバイスを小型化、低背化し、且つコストを低減する手段を得る。【解決手段】電子デバイスは、第１の電子素子２０と、第１の電子素子２０を搭載する絶縁基板１１と、を備えた電子デバイスであって、絶縁基板１１は一方の主面に第１の電子素子２０を搭載する電極パッド１２を有すると共に、他方の主面に実装端子１３を備え、第１の電子素子２０に設けた端子と電極パッド１２とは、接続用導電部材１５を介して導通接続されている。【選択図】図１
2013102015.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端子を有している電子素子と、
一方の主面に前記電子素子を搭載するための電極パッドを有する絶縁基板と、
前記端子と前記電極パッドとを導通接続している金属塊と、
を備えていることを特徴とする電子デバイス。
【請求項２】
前記電子素子が振動素子であることを特徴とする請求項１に記載の電子デバイス。
【請求項３】
前記金属塊は、前記端子が有している凹部に一部が収容されている金属ボールであることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子デバイス。
【請求項４】
前記金属塊は、前記端子が有している貫通孔に一部が収容されている金属ボールであることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子デバイス。
【請求項５】
前記金属塊は、前記端子が有している突起部の側壁に少なくとも一部が接合している金
属ボールであることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子デバイス。
【請求項６】
前記金属塊は、前記絶縁基板が有している凹部に一部が収容されている金属ボールであることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の電子デバイス。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか一項に記載の電子デバイスを備えていることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子デバイス、及び電子機器に関し、特に電子デバイスの容器内における電子素子の支持、固定のための構造の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電振動子、中でもＡＴカット水晶振動子は、その振動モードが厚みすべり振動であり、小型化、高周波数化に適し、且つ周波数温度特性が優れた三次曲線を有するので、電子機器等の多方面で使用されている。近年は圧電振動子の更なる小型化、低背化が強く要求されている。
特許文献１には、耐衝撃性を改善した表面実装型圧電デバイスが開示されている。表面実装型圧電デバイスは、水晶振動素子と、水晶振動素子を収容するための凹部を有する容器と、容器の上端にある端面、即ち容器の開口側の端面を封止する蓋体と、を備えている。水晶振動素子は、短冊状のＡＴカット水晶基板と、水晶基板の両主面の略中央に配設する励振電極と、各励振電極から水晶基板の長手方向の一方の端部に延出するリード電極と、を有している。表面実装型圧電デバイスは、水晶振動素子の長手方向の一方の端部が容器の凹部の内底面に形成した電極パッドに導電性接着剤を介して片持ち状態で支持され、容器の開口側の端面を蓋体で気密封止されている。電極パッドは平坦部と凸設部とから成り、この電極パッドに導電性接着剤を塗布することにより、水晶振動素子と電極パッドとの接着強度が向上すると開示されている。また、電極パッドを平坦し、その上面に小さな球状体を含んだ導電性接着を塗布し、水晶振動素子を保持する実施例も開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、バンプを用いて圧電振動片を正確に位置決めする、圧電振動片の製造方法が開示されている。この製造方法は、圧電体の基部表裏面の電極パッドと、圧電体の振動部の励振電極と、を一体的に形成する電極形成工程を有する圧電振動片の製造方法である。電極パッド、及び励振電極は、クロム、ニッケル等の下地層と、この下地層より表層側に金の層を有している。電極パッドには、表層側の金の層の上に、更に厚い金の層を成膜する。また、励振電極には、振動部の先端寄りに錘となる金の層を成膜し、この成膜を圧電振動片の周波数の調整に用いる。電極パッドの金層を厚くすることにより、バンプを用いてパッケージの接続電極に接合する際にバンプが下地層への到達するのを防止できるので、接合部の剥離の虞が大幅に低減できたと、開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１１７０９２公報
【特許文献２】特開２００７−９６８９９公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された手段を用いると耐衝撃性は改善されるものの、容器の所定の位置に対し水晶振動素子を精度よく位置決め、支持することが難しく、圧電デバイスの小型化に問題があった。また、特許文献２に開示されたように、金バンプを用いて圧電振動片をパッケージの接続電極に接合すると、加圧する圧力、時間等により金バンプの形状が変化し、接続電極から圧電振動片を所定の高さに正確に支持することが難しいという問題があった。
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、絶縁基板の所定の位置に対し第１の電子素子を精度よく支持し、且つ小型、低背化した電子デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］本発明に係る電子デバイスは、端子を有している電子素子と、一方の主面に前記電子素子を搭載するための電極パッドを有する絶縁基板と、前記端子と前記電極パッドとを導通接続している金属塊と、を備えていることを特徴とする電子デバイスである。
【０００８】
この構成によれば、絶縁基板と電子素子との間に所定の空間部を設けて電子素子を支持すると共に、電子素子の端子と絶縁基板の電極パッドとを金属塊により電気的に導通接続するために、小型化、低背化が可能になり、絶縁基板の電子素子と対向する表面に配線回路を形成できるという効果がある。
【０００９】
［適用例２］また電子デバイスは、前記電子素子が振動素子であることを特徴とする適用例１に記載の電子デバイスある。
【００１０】
この構成によれば、絶縁基板との間に所定の空間を空けて振動素子を支持すると共に、振動素子と絶縁基板の電極パッドとを金属塊により電気的に導通接続し、小型で低背化した電子デバイスを構成できるという効果がある。
【００１１】
［適用例３］また電子デバイスは、前記金属塊は、前記端子が有している凹部に一部が収容されている金属ボールであることを特徴とする適用例１又は２に記載の電子デバイス
である。
【００１２】
この構成によれば、圧電基板に形成された凹部に金属塊、即ち金属ボール（接続用導電部材）を嵌合させ、且つこの金属ボール（接続用導電部材）を絶縁基板に形成した電極パッドに導電性接着等を用いて固定するので、絶縁基板上の所定の位置に対し圧電基板を精度よく固定できるので、小型で低背化された電子デバイスが得られるという効果がある。
【００１３】
［適用例４］また電子デバイスは、前記金属塊が、前記端子が有している貫通孔に一部が収容されている金属ボールであることを特徴とする適用例１又は２に記載の電子デバイスである。
【００１４】
この構成によれば、圧電基板に形成した貫通孔に金属ボール（接続用導電部材）の一部を嵌合させ、且つこの金属ボール（接続用導電部材）を絶縁基板に形成した電極パッドに導電性接着等を用いて固定するので、絶縁基板上の所定の位置に対し圧電基板を精度よく固定できるので、小型で低背化された電子デバイスが得られるという効果がある。
【００１５】
［適用例５］また電子デバイスは、前記金属塊が、前記端子が有している突起部の側壁に少なくとも一部が接合している金属ボールであることを特徴とする適用例１又は２に記載の電子デバイスである。
【００１６】
この構成によれば、圧電基板に形成した突起部に金属ボール（接続用導電部材）を接触させ、且つこの金属ボール（接続用導電部材）を絶縁基板に形成した電極パッドに導電性接着等を用いて固定するので、絶縁基板上の所定の位置に対し圧電基板を精度よく固定できるので、小型で低背化された電子デバイスが得られるという効果がある。
【００１７】
［適用例６］また電子デバイスは、前記金属塊は、前記絶縁基板が有している凹部に一部が収容されている金属ボールであることを特徴とする適用例１乃至５の何れか一項に記載の電子デバイスである。
【００１８】
この構成によれば、絶縁基板に形成した凹部と、電子素子、又は圧電基板に形成した凹部との両方に接続用導電部材を嵌合させて電子デバイスを構成するので、絶縁基板上の所定の位置に対し電子素子、又は圧電基板を精度よく固定できるので、小型で低背化された電子デバイスが得られるという効果がある。
【００１９】
［適用例７］本発明に係る電子機器は、適用例１乃至６の何れか一項に記載の電子デバイスを備えていることを特徴とする電子機器である。
【００２０】
この構成によれば、上記の電子デバイスを用いて電子機器を構成すると、小型で安定した基準周波数源を有する電子機器が構成できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る実施形態の電子デバイス１の構成を示した概略図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は断面図あり、（ｃ）は底面図。
【図２】電子デバイス２の構成を示した断面図。
【図３】（ａ）は電子デバイス３の構成を示した断面図であり、（ｂ）は第１の電子素子の裏側の拡大斜視図。
【図４】（ａ）は電子デバイス４の構成を示した断面図であり、（ｂ）は第１の電子素子の平面図。
【図５】（ａ）は電子デバイス５の構成を示した要部の断面図であり、（ｂ）は第１の電子素子の要部の平面図。
【図６】（ａ）は第１の電子素子の要部の絶縁基板に対向する側の裏面図であり、（ｂ）は他の実施形態に係る第１の電子素子の要部の裏面図。
【図７】（ａ）は電子デバイス６の構成を示す断面図であり、（ｂ）は絶縁基板の第１の電子素子と対向する側（表面）の平面図。
【図８】（ａ）は電子デバイス７の構成を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＱ−Ｑ断面図。
【図９】座標軸と切断角度を説明する図。
【図１０】（ａ）は圧電振動素子の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＱ−Ｑ断面図。
【図１１】（ａ）は電子デバイス８の構成を示した平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＱ−Ｑの断面図。
【図１２】（ａ）は電子デバイス９の構成を示した平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＱ−Ｑ断面図。
【図１３】（ａ）は電子デバイス９ａの構成を示した平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＱ−Ｑ断面図。
【図１４】本発明に係る電子機器の模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る電子デバイス１の構成を示す概略図であり、同図（ａ）は平面図であり、同図（ｂ）は（ａ）のＱ−Ｑの縦断面図であり、同図（ｃ）は絶縁基板１１の第１の主面（第１の電子素子２０と対向する側）の平面図である。
電子デバイス１は、第１の電子素子２０と、第１の電子素子２０を搭載する絶縁基板１１と、第１の電子素子２０の複数の端子電極と絶縁基板１１の複数の電極パッド１２とを夫々固定し、導通する複数の金属塊（以下、接続用導電部材と称す）１５と、を備えている。
絶縁基板１１は、一例として矩形状のセラミック基板の一方の主面に複数の素子搭載用の電極パッド１２を有すると共に、他方の主面に複数の実装端子１３を備えている。図１では簡略化して少数の電極パッド１２を示している。一方の主面（表面）の電極パッド１２と、他方の主面（裏面）の実装端子１３とは、絶縁基板１１を貫通するビア電極（貫通孔（ビアホール）にビア電極ペーストを充填した導体）１４により導通接続されている。
第１の電子素子２０の一方の主面（図１の実施形態例では絶縁基板１１と対向する面）に設けた端子電極が、接続用導電部材１５を介して絶縁基板１１の表面に形成した電極パッド１２に導通接続されている。
接続用導電部材（金属塊）１５は絶縁基板１１の主面と第１の電子素子２０の対向面との間に空間部（Ｓ）を形成することができる程度に厚みを有している。
【００２３】
絶縁基板１１は、例えばアルミナセラミック（Ａｌ2Ｏ3）材を焼成して形成されており、電極パッド１２、実装端子１３及びビア電極１４は、例えばタングステン（Ｗ）材を用いて形成され、電極パッド１２、実装端子１３の表面にはニッケルメッキを下地として金メッキが施されている。
接続用導電部材（金属塊）１５は、球形金属ボール、金属製の直方体、金属製の円筒体、あるいはメッキされた樹脂製ボール等である。絶縁基板１１の表面に形成した電極パッド１２にクリーム半田、導電性接着剤等を塗布し、この上に接続用導電部材１５を載置し、加熱して固定する。更に、接続用導電部材１５の上部にクリーム半田、導電性接着剤等を塗布し、接続用導電部材１５と第１の電子素子２０の端子電極とを合わせて第１の電子素子２０を載置し、加熱処理して両者の固定と、電気的導通とを図る。絶縁基板１１と接続用導電部材１５との接着、固定と、接続用導電部材１５と第１の電子素子２０との接着、固定と、を分けて説明したが、同一工程で同時に行ってもよい。
絶縁基板１１上に設けた電極パッド１２へのクリーム半田、導電性接着剤等の塗布や、接続用導電部材１５の載置、及び位置合わせは、デジタルカメラを搭載した機械装置を用いれば、比較的容易に行うことができる。
【００２４】
図２は、図１に示した実施形態の電子デバイス１の変形例である電子デバイス２の構成を示す断面図であり、平面図は図１（ａ）とほぼ同様であるので省略する。図２に示す電子デバイス２は、素子搭載用の絶縁基板１１と、絶縁基板１１に搭載する第１の電子素子２０ａ、及び第２の電子素子２０ｂと、第１の電子素子２０ａと絶縁基板１１とを導通接続する厚みのある接続用導電部材１５と、を備えている。絶縁基板１１は、一方の主面（表面）に複数の第１の電極パッド１２と、複数の第２の電極パッド１６と、を有し、他方の主面（裏面）の各角隅部に複数の実装端子１３を有している。一方の主面（表面）の第１、及び第２の電極パッド１２と、他方の主面（裏面）の実装端子１３とは、絶縁基板１１の肉厚内部に形成した複数のビア電極１４により、夫々導通接続されている。
第２の電極パッド１６には、例えば金属バンプを介して第２の電子素子２０ｂが接続固定され、第１の電極パッド１２には、接続用導電部材１５を介して第１の電子素子２０ａが接続固定されている。つまり、第２の電子素子２０ｂの裏面（絶縁基板１１と対向する側の面）の端子電極は、金属バンプを介して夫々第２の電極パッド１６に導通接続されている。第１の電子素子２０ａの裏面（絶縁基板１１と対向する側の面）の端子電極は、第２の電子素子２０ｂの上方に離間配置され、且つオーバーラップして、厚肉の接続用導電部材１５を介して夫々第１の電極パッド１２に導通接続されている。十分な厚みを有した接続用導電部材１５を用いるのは、第１の電子素子２０ａと第２の電子素子２０ｂとの間に空間部を設けることにより、両者が互いに接触して電気的特性が劣化するのを避けるためである。また、第１の電極パッド１２と接続用導電部材１５との間、接続用導電部材１５と第１の電子素子２０ａの端子電極との間には半田、導電性接着剤等が介在し、固着と電気的導通との機能を果たしている。
【００２５】
図３（ａ）は、図２に示した実施形態の電子デバイス２の変形例である電子デバイス３の構成を示す断面図である。電子デバイス３が、電子デバイス２の構成と異なる点は、第１の電子素子２０ａの一方の主面（絶縁基板１１と対向する面）に固定、接続用の複数の凹部２２を設けた点である。凹部２２を設けることにより、接着、固定の位置精度と、固定の安定性が改善される。図３（ｂ）は第１の電子素子２０ａを拡大した斜視図であり、一方の主面に凹部２２が形成されている。図には示していないが、凹部２２の壁面には接続用の配線導体が形成されている。凹部２２の長さがＬ、幅がＷ、深さＤであり、これらの値は接続用導電部材１５の形状に応じて設定される。接続用導電部材１５が球形の場合は長さＬと幅Ｗとをほぼ等しくし、接続用導電部材１５の直径より僅かに大きく設定し、深さＤは半径程度に設定するとよい。これにより、接続用導電部材１５の一部を凹部２２から突出させることができる。
また、接続用導電部材１５が球形の場合でも凹部２２の長さＬを幅Ｗより大きくし、接続用導電部材１５が絶縁基板１１の第１の電極パッド１２に固着する際の位置誤差を補うようにしてもよい。
【００２６】
絶縁基板１１の第２の電極パッド１６と、第２の電子素子２０ｂの端子電極との接続は、第２の電極パッド１６にスタッドバンプを形成し、スタッドバンプに電子素子２０ｂの端子電極を当接させた状態で上から加圧しながら超音波を印加して行う。そして、第１の電子素子２０ａの一方の主面に設けた凹部２２にクリーム半田、導電性接着剤等を塗布し、これに接続用導電部材１５の一部を嵌合させる。これを裏返して接続用導電部材１５の他方の端部にクリーム半田、導電性接着剤等を塗布し、絶縁基板１１に形成した第１の電極パッド１２に載置し、加熱してクリーム半田、導電性接着剤等を硬化させて固定し、第１の電極パッド１２と第１の電子素子２０ａの端子電極との電気的導通を図る。
【００２７】
図４は、図３に示した実施形態の電子デバイス３の変形例である電子デバイス４の構成を示す図であり、同図（ａ）は断面図であり、同図（ｂ）は電子素子２０ａの平面図である。電子デバイス３と異なる点は、絶縁基板１１に搭載する接続用導電部材１５に対応する電子素子２０ａの主面の位置に、複数の貫通孔２４が形成されている点である。貫通孔２４の開口面の寸法は長さがＬ、幅がＷであり、これらの値は接続用導電部材１５の形状に依存する。図４に示した実施形態例では接続用導電部材１５が球形状であり、貫通孔２４の開口面の形状寸法を、接続用導電部材１５の球形の直径より少し小さめに設定する。このため、接続用導電部材１５の一部が電子素子２０ａの下面から突出する。こうすると、第１の電子素子２０ａは第２の電子素子２０ｂの上方に離間して並行に固定されることになる。
【００２８】
図５（ａ）は、第５の実施形態の電子デバイス５の要部の拡大断面図である。つまり、絶縁基板１１と第１の電子素子２０ａとの接続部分における断面の拡大図である。電子デバイス５は、第１の電子素子２０ａ、及び第２の電子素子２０ｂと、第１の電子素子２０ａ、及び第２の電子素子２０ｂを第１の主面（第１の電子素子２０ａと対向する面）に搭載する絶縁基板１１と、第１の電子素子２０ａ側の端子と絶縁基板１１側の電極パッド１２とを導通接続する接続用導電部材１５と、を備えている。
図５（ｂ）は第１の電子素子２０ａの第２の主面（絶縁基板１１と対向する面）の構成図である。第１の電子素子２０ａの第２の主面（裏面）には、第２の主面と直交して突出する複数の突起２６が形成され、突起部Ａを形成している。突起部Ａは、仮想の四辺形の夫々一辺に直方体状の突起２６を有する構成となっている。突起部Ａは接続用導電部材１５を囲み、突起２６の壁面と、接続用導電部材１５の壁面とが接触するように形成されている。突起２６の高さは接続用導電部材１５の高さより低く設定する。これは第２の電子素子２０ｂと第１の電子素子２０ａと間に空間部を設けるようにするためである。突起部Ａの内側には第１の電子素子２０ａの電極端子と導通する金属膜が形成されており、突起部Ａの内側にクリーム半田、導電性接着剤等を塗布し、接続用導電部材１５を嵌合させ、これを絶縁基板の第１の電極パッド１２にクリーム半田、導電性接着剤等を介して接続して、第１の電子素子２０ａと第１の電極パッド１２との導通を図る。
なお、複数の突起２６の形状、配置、個数は図示した例に限らず、接続用導電部材１５の一部を突出させた状態で包囲、固定することができれば、どのような構成であっても良い。また、突起部Ａを、中空の四角柱体、中空の円筒体から構成してもよい。
【００２９】
図６（ａ）は、図５に示す電子デバイス５の変形例であり、第１の電子素子２０ａの第２の主面（裏面）に形成する突起部Ａは、図５に示す突起部Ａに対し、突起部Ａの中心線Ｃの回りに４５度回転した構成となっている。
図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す電子デバイス５の変形例であり、第１の電子素子２０ａの第２の主面（裏面）に形成する突起部Ａは、図６（ａ）に示す突起部Ａに対し、中央部寄りの２つの突起２６を夫々取り去り、外寄りの突起のみを残した構成の突起部Ａである。また、図６（ａ）に示す突起部Ａに対し、外寄りの２つの突起２６を取り去り、外中央寄りの突起のみを残した突起部Ａを構成してもよい。要は突起部Ａにより接続用導電部材１５を安易に移動させない構造であればよい。
【００３０】
図７は、図３に示した電子デバイス３の変形例を示す概略図であり、同図（ａ）は縦断面図であり、同図（ｂ）は絶縁基板１１の第１の主面、つまり第１の電子素子２０ａと対向する側の面の裏面図である。図７に示す電子デバイス６が、電子デバイス３と異なる点は、絶縁基板１１の長手方向の端部寄りに短手方向に沿って凹部２２ａ、２２ｂを形成し、この凹部２２ａ、２２ｂ内に第１の電極パッド１２ａ、１２ｂを埋設する。この際、電極パッド１２ａ、１２ｂの上端が凹部２２ａ、２２ｂの開口面より低い位置になるように、凹部２２ａ、２２ｂの深さと、電極パッド１２ａ、１２ｂの厚さを設定する。また、凹部２２ａ、２２ｂの壁面には金属膜が成膜されている。絶縁基板１１の一方の主面に凹部２２ａ、２２ｂを形成し、この凹部２２ａ、２２ｂに接続用導電部材１５を嵌合させることにより、絶縁基板１１の所定の位置に対し、第１の電子素子２０を精度よく支持することができ、小型化、低背化が可能となるという効果がある。
【００３１】
図１に示す実施形態のように、絶縁基板１１と第１の電子素子２０との間に所定の空間部を設けて第１の電子素子２０を支持すると共に、第１の電子素子２０の端子と、絶縁基板の電極パッドとを電気的に導通接続することができるために、小型化、低背化が可能になり、空間部を利用して絶縁基板の電子素子と対向する表面に配線回路を形成できるという効果がある。
【００３２】
図８は、本発明に係る実施形態の電子デバイス７の構成を示す概略図であり、同図（ａ）は蓋部材１８を省略した平面図であり、同図（ｂ）は（ａ）のＱ−Ｑ断面図である。電子デバイス７は、周波数を決める第１の電子素子（圧電振動素子）２０ａと、圧電振動素子（第１の電子素子）２０ａを収容する容器１０と、圧電振動素子（第１の電子素子）２０ａと容器１０の絶縁基板１１とを接続する接続用導電部材１５と、を備えている。容器１０は、絶縁基板１１と、絶縁基板１１上に圧電振動素子２０ａを収納する収納空間を形成する蓋部材１８と、を備えている。
絶縁基板１１には、第１の主面（表面）の長手方向の一方の端部寄りに短手方向に沿って、圧電振動素子２０ａを搭載する一対の第１の電極パッド１２ａ、１２ｂが形成されている。第１の主面の反対側の第２の主面（裏面）の角隅部には、実装端子１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ）が設けられている。
一対の第１の電極パッド１２ａ、１２ｂと、実装端子１３ａ、１３ｂとは、夫々ビア電極１４により導通接続されている。実装端子の１つ、例えば１３ｃはビア電極１４によりシールリング１９と導通接続されている。
蓋部材１８は、一例として、金属板を逆凹状（逆椀状）にプレス加工し、外縁部に鍔部１８ａが形成された蓋が用いられる。
【００３３】
図８の実施形態例に用いられる圧電振動素子２０ａ（第１の電子素子）には、例えばＡＴカット水晶振動素子がある。水晶等の圧電材料は三方晶系に属し、図９に示すように互いに直交する結晶軸Ｘ、Ｙ、Ｚを有する。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、夫々電気軸、機械軸、光学軸と呼称される。ＡＴカット水晶基板３２は、ＸＺ面をＸ軸の回りに角度θだけ回転させた平面に沿って、水晶から切り出された平板である。ＡＴカット水晶基板３２の場合は、θは略３５°１５′である。なお、Ｙ軸及びＺ軸もＸ軸の周りにθ回転させて、夫々Ｙ’軸、及びＺ’軸とする。従って、ＡＴカット水晶基板３２は、直交する結晶軸Ｘ、Ｙ’、Ｚ’を有する。ＡＴカット水晶基板３２は、厚み方向がＹ’軸であって、Ｙ’軸に直交するＸＺ’面（Ｘ軸及びＺ’軸を含む面）が主面であり、厚みすべり振動が主振動として励振される。ＡＴカット以外にカットアングルは異なるが、例えばＢＴカット等も用いることができる。
【００３４】
即ち、図８に示す圧電基板３２の一例は、図９に示すようにＸ軸（電気軸）、Ｙ軸（機械軸）、Ｚ軸（光学軸）からなる直交座標系のＸ軸を中心として、Ｚ軸をＹ軸の−Ｙ方向へ傾けた軸をＺ’軸とし、Ｙ軸をＺ軸の＋Ｚ方向へ傾けた軸をＹ’軸とし、Ｘ軸とＺ’軸に平行な面で構成され、Ｙ’軸に平行な方向を厚みとするＡＴカット水晶基板からなる。
【００３５】
ＡＴカット水晶基板の外形形状は、一般的にＸ軸方向を長手方向とする矩形状であり、共振周波数はＹ’軸方向の厚さに依存する。周波数が高く、Ｘ辺比（Ｘ／ｔ、ＸはＸ軸方向の長さ、ｔは厚さ）、又はＺ辺比（Ｚ／ｔ、ＺはＺ’軸方向の長さ）が大きい場合には、図８に示すように、平板形状の水晶基板３２が用いられる。また、周波数が低く、Ｘ辺比（Ｘ／ｔ）、又はＺ辺比（Ｚ／ｔ）が小さい場合には、メサ型水晶基板（周辺部に比べ中央部を厚くした水晶基板）３２が用いられる。図１０はメサ型水晶振動素子の一例であり、同図（ａ）は平面図であり、同図（ｂ）はＱ−Ｑ断面図である。
メサ型水晶基板３２は、その中央に位置し主たる振動領域となる励振部３３と、励振部３３より薄肉で励振部３３の周縁に沿って形成された従たる振動領域となる周辺部３４と、を有している。つまり、振動領域は、励振部３３と、周辺部３４の一部に跨っている。図１０に示す例では、圧電基板３２の長手方向（図中横方向）には２段の段差があり、短手方向（図中縦方向）には図９（ｂ）に示すように１段の段差が形成されたメサ型圧電基板を用いた圧電振動素子２０ａの例である。
【００３６】
圧電振動素子２０ａは、水晶基板３２の励振部３３の表裏に励振電極３５ａ、３５ｂが形成され、励振電極３５ａ、３５ｂの夫々から水晶基板３２の端部に設けた端子電極３８ａ、３８ｂに向かって延びるリード電極３６ａ、３６ｂが形成されている。
励振電極３５ａ、３５ｂに交番電圧を印加すると、水晶振動素子２０ａは固有の振動モード、例えばＡＴカット水晶振動素子２０ａの場合は厚みすべりモードが励振される。
【００３７】
図８の実施形態の電子デバイス７に用いられる圧電振動素子２０ａの電極端子３８ａ、３８ｂには、図３に示すような凹部２２が形成されており、凹部２２の内壁面、内底面にも電極端子３８ａ、３８ｂと連なる電極膜が成膜されている。また、凹部２２の代わりに図４に示すような貫通孔２４が形成されていてもよいし、単に平坦の電極端子であってもよい。
圧電振動素子の凹部２２に導電性接着剤等を塗布し、夫々に接続用導電部材１５（図８の実施形態例では金属ボール）を嵌合させ、これを反転し、導電性接着剤が塗布された絶縁基板１１の第１の電極パッド１２ａ、１２ｂに載置し、加熱して硬化させ、固定と導通接続を図る。つまり、電極端子３８ａ、３８ｂと夫々電気的に連なる励振電極３５ａ、３５ｂは、一対の第１の電極パッド１２ａ、１２ｂを経由して実装端子１３ａ、１３ｂと導通接続している。また、実装端子１３ｃはビア電極１４によりシールリング１９と導通接続し、実装端子１３ｃを接地することにより、蓋部材１８は接地され、シールド効果を有することになる。
絶縁基板１１の第１の主面（表面）に設けたシールリング１９に蓋部材１８を載置し、真空中、又は不活性ガスの雰囲気中で蓋部材１８の鍔部１８ａにレーザーを照射し、両者を溶着し、気密封止して電子デバイス７を完成する。
【００３８】
図８の実施形態に示すように、絶縁基板１１と第１の電子素子（圧電振動素子）２０ａとの間に所定の空間部を設け、絶縁基板１１の第１の電子素子と対向する表面に配線回路を形成でき、且つ絶縁基板の第１の電子素子を搭載する空間を気密封止し、小型で低背化した電子デバイスを構成できるという効果がある。
また、圧電振動素子２０ａに形成された凹部２２に接続用導電部材１５を嵌合させ、且つこの接続用導電部材１５を絶縁基板１１に形成した第１の電極パッド１２ａ、１２ｂに導電性接着等を用いて固定するので、絶縁基板１１上の所定の位置に対し圧電基板３２を精度よく固定できるので、小型で低背化された電子デバイスが得られるという効果がある。
また、圧電振動素子２０ａに形成した貫通孔に接続用導電部材の一部を嵌合させ、且つこの接続用導電部材１５を絶縁基板１１に形成した第１の電極パッド１２ａ、１２ｂに導電性接着等を用いて固定するので、絶縁基板１１上の所定の位置に対し圧電基板３２を精度よく固定できるので、小型で低背化された電子デバイスが得られるという効果がある。
【００３９】
また、圧電振動素子２０ａに形成した突起部Ａに接続用導電部材１５を接触させ、且つこの接続用導電部材１５を絶縁基板１１に形成した第１の電極パッドに導電性接着等を用いて固定するので、絶縁基板１１上の所定の位置に対し圧電基板３２を精度よく固定できるので、小型で低背化された電子デバイスが得られるという効果がある。
また、絶縁基板１１に形成した凹部２２ａ、２２ｂと、第１の電子素子２０ａ、又は圧電振動素子２０ａに形成した凹部との両方に接続用導電部材を嵌合させて電子デバイスを構成するので、絶縁基板上の所定の位置に対し電子素子、又は圧電基板を精度よく固定できるので、小型で低背化された電子デバイスが得られるという効果がある。
【００４０】
図１１は、本発明に係る実施形態の電子デバイス８の構成を示す概略図であり、同図（ａ）は蓋部材１８を省略した平面図であり、同図（ｂ）は（ａ）のＱ−Ｑ断面図である。電子デバイス８は、周波数を決める第１の電子素子（圧電振動素子）２０ａと、第２の電子素子（感温素子）２０ｂと、圧電振動素子（第１の電子素子）２０ａ、及び感温素子（第２の電子素子）２０ｂを収容する容器１０と、圧電振動素子（第１の電子素子）２０ａと絶縁基板１１とを接続する接続用導電部材１５と、を備えている。容器１０は、図１で既に説明した絶縁基板１１と、絶縁基板１１上に圧電振動素子２０ａ、及び感温素子（第２の電子素子）２０ｂを収納する収納空間を形成する蓋部材１８と、を備えている。
絶縁基板１１には、第１の主面（表面）の長手方向の一方の端部寄りに短手方向に沿って、圧電振動素子２０ａを搭載する一対の第１の電極パッド１２ａ、１２ｂが形成されている。更に、第１の主面（表面）の長手方向の他方の端部寄りに短手方向に沿って、感温素子２０ｂを搭載する一対の第２の電極パッド１６ａ、１６ｂが形成されている。第１の主面の反対側の第２の主面（裏面）の角隅部には、実装端子１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ）が設けられている。
一対の第１の電極パッド１２ａ、１２ｂと、実装端子１３ａ、１３ｂとは、夫々ビア電極１４により導通接続されている。更に、一対の第２の電極パッド１６ａ、１６ｂと、実装端子１３ｂ、１３ｄとは、ビア電極１４により導通接続されている。実装端子の１つ、例えば１３ｃはビア電極１４によりシールリング１９と導通接続されている。
蓋部材１８については、既に説明したので省略する。
【００４１】
電子デバイス８に用いられる圧電振動素子２０ａの電極端子３８ａ、３８ｂには、図３に示した凹部２２が形成されており、凹部２２の内壁面、内底面に電極端子３８ａ、３８ｂと連なる電極膜が成膜されている。また、凹部２２の代わりに図４に示すような貫通孔２４が形成されていてもよい。導電性接着剤等を塗布した凹部２２に、夫々接続用導電部材１５（図１１の実施形態例では金属ボール）を嵌合させ、その後、絶縁基板１１を反転し、導電性接着剤が塗布された絶縁基板１１の第１の電極パッド１２ａ、１２ｂに載置し、加熱して硬化させ、固定と導通接続を図る。つまり、電極端子３８ａ、３８ｂと夫々電気的に連なる励振電極３５ａ、３５ｂは、一対の第１の電極パッド１２ａ、１２ｂを経由して実装端子１３ａ、１３ｂと導通接続している。更に、絶縁基板１１の一対の第２の電極パッド１６ａ、１６ｂ上には、導電性接着剤４０を介して感温素子２０ｂの一対の端子電極が接着、固定されている。感温素子２０ｂは第２の電極パッド１６ａ、１６ｂを介して実装端子１３ｃ、１３ｄと導通接続され、一方の実装端子、例えば１３ｃは主回路基板上で接地される場合が多い。また、実装端子１３ｃはビア電極１４によりシールリング１９と導通接続され、実装端子１３ｃを接地することにより、蓋部材１８は接地され、シールド効果を有するようになる。
感温素子２０ｂの一例としては、温度変化に応じて物理量、例えば電気抵抗が変わるサーミスタ等を用いる。サーミスタ２０ｂの電気抵抗の変化を外部回路で検出し、サーミスタ２０ｂの温度が測定される。この温度から圧電振動素子２０ａの温度を推測でき、外部回路と併用することにより圧電振動素子２０ａが励振され、その周波数が補償される。
絶縁基板１１と、蓋部材との溶接については既に説明したので省略する。
【００４２】
図１１の実施形態に示す電子デバイス８は、温度を検出する電子素子（第２の電子素子）２２ｂを有しているので、外部の発振回路、及び補償回路と併用することにより、温度補償された電子デバイス（圧電発振器）が得られるという効果がある。
【００４３】
図１２は、本発明に係る実施形態の電子デバイス９の構成を示す概略図であり、同図（ａ）は蓋部材１８を省略した平面図であり、同図（ｂ）は（ａ）のＱ−Ｑ断面図である。電子デバイス９は、周波数を決める圧電振動素子２０ａ（第１の電子素子）と、圧電振動素子２０ａを発振させ、且つ発振した周波数を補償するＩＣ部品２０ｂ（第２の電子素子）と、圧電振動素子２０ａ、及びＩＣ部品２０ｂを収容する容器１０と、を備えている。容器１０は、底板となる絶縁基板１１と、絶縁基板１１上に該回路基板上に搭載される電子素子を収納する収納空間を形成する蓋部材１８と、を備えている。
絶縁基板１１には、第１の主面（表面）の長手方向の一方の端部寄りに短手方向に沿って一対の第１の電極パッド１２ａ、１２ｂが形成されている。更に、第１の主面（表面）の中央の領域にはＩＣ部品搭載用の第２の電極パッド１６が形成され、第１の主面の周縁にはシールリング１９が焼成されている。そして、第１の主面の反対側の第２の主面（裏面）には、複数の実装端子１３が設けられている。一対の第１の電極パッド１２ａ、１２ｂと、実装端子１３の中の２つとは、ビア電極１４により導通接続されている。第２の電極パッドと、実装端子１３２（複数）とは、ビア電極１４（複数）により導通接続されている。実装端子の１つはビア電極１４によりシールリング１９と導通接続されている。
【００４４】
絶縁基板１１の第１の主面に形成した第２の電極パッド１６（複数）と、ＩＣ部品（第２の電子素子）２０ｂの外部端子とは、例えば金属バンプ等を用いて熱圧着により接続される。ＩＣ部品２０ｂは、圧電振動素子２０ａを発振させると共に、発振周波数の温度特性を補償する機能を有している。
電子デバイス９に用いられる圧電振動素子（第１の電子素子）２０ａの電極端子３８ａ、３８ｂには、図３に示したような凹部２２が形成されており、凹部２２の内壁面、内底面にも電極端子３８ａ、３８ｂと連なる電極膜が成膜されている。また、凹部２２の代わりに図４に示すような貫通孔２４が形成されていてもよい。圧電振動素子（第１の電子素子）２０ａの第２の主面に形成した各凹部２２に導電性接着剤等を塗布し、夫々に接続用導電部材１５（図１０の実施形態では金属ボール）を嵌合させ、その後、圧電振動素子（第１の電子素子）２０ａを反転し、導電性接着剤を塗布した絶縁基板１１上の第１の電極パッド１２ａ、１２ｂに載置し、加熱して硬化させ、固定と導通接続を図る。励振電極３５ａ、３５ｂは、夫々第１の電極パッド１２ａ、１２ｂを介して実装端子１３と導通接続する。
【００４５】
圧電振動素子（第１の電子素子）２０ａと、第１の電極パッド１２ａ、１２ｂとの間には接続用導電部材１５が介在するので、圧電振動素子２０ａは、ＩＣ部品２０ｂ（第２の電子素子）の上方に離間して固定される。絶縁基板１１の第１の主面に形成されたシールリング１９に蓋部材３８を載置し、真空中、又は不活性ガスの雰囲気中で、蓋部材１８の外周縁に形成された鍔部１８ａにレーザー光を照射し、両者を溶着させて気密封止する。また、シールリング１９はビア電極、絶縁基板の角隅部の壁面に形成されたキャスタレーション電極等により、実装端子１３の１つと接続され、接地して用いられる場合が多い。
【００４６】
図１３は、本発明に係る実施形態の電子デバイス９ａの構成を示す概略図であり、同図（ａ）は蓋部材１８を省略した平面図であり、同図（ｂ）は（ａ）のＱ−Ｑ断面図である。電子デバイス９ａが図１２に示した電子デバイス９と異なる点は容器１０の構成である。電子デバイス９ａの容器１０は、矩形平板状の第１の絶縁基板１１ａと、中央に大きな貫通孔を有する額縁平板状の第２の絶縁基板１１ｂと、を積層焼成して形成されている。第１の絶縁基板１１ａの表部と、第１の絶縁基板１１ａの表部に対して底部を積層固定され、中央部を中空とした環状体の第２の絶縁基板１１ｂと、により圧電振動素子（第１の電子素子）２０ａ、及びＩＣ部品（第２の電子素子）２０ｂを収容する収容部が形成される。
第１の絶縁基板１１ａは、図１２に示す絶縁基板１１と同様に構成されている。第２の絶縁基板１１ｂは、セラミック材を用いて、中央部に中空を設けると共に、上部周縁にシールリング１９が焼成され、形成されている。第１の絶縁基板１１ａの第１の主面（表面）と、第２の絶縁基板１１ｂの中空部とで、圧電振動素子２０ａと、ＩＣ部品２０ｂとを収容する空間を構成するので、蓋部材１８としては平板状の金属板（コバール板）でよい。
【００４７】
図１２、図１３の実施形態に示すように、電子デバイス９、９ａは圧電振動素子（第１の電子素子）２０ａを励振する発振回路、及び圧電振動素子の温度を検出し、温度に対して発振周波数を補償する回路を有する電子素子（第２の電子素子）２０ｂを有しているので、小型で低背化した温度補償型圧電発振器が得られるという効果がある。
【００４８】
また、図７に示す電子デバイス７、図１１に示す電子デバイス８、図１２に示す電子デバイス９、図１３に示す電子デバイス９ａの夫々の絶縁基板１１、１１ａの第１の電極パッドに相当する部分に、図７に示す凹部２２ａ、２２ｂを形成し、圧電振動素子２０ａに形成した凹部２２と、絶縁基板１１の凹部２２ａ、２２ｂとに接続用導電部材１５を嵌合させることにより、絶縁基板１１の所定の位置に対し、圧電振動素子２０ａの位置を精度よく配置できると共に、小型化、低背化に効果を発揮する。
【００４９】
図１４は本発明に係る実施形態の電子機器Ｄの構成を示す模式図である。電子機器Ｄは、上述した電子デバイスを内部に有している。
上記の電子デバイスを用いて電子機器を構成すると、小型で安定した基準周波数源を有する電子機器が構成できるという効果がある。
【符号の説明】
【００５０】
１、２、３、４、５、６、７、８、９、９ａ…電子デバイス、Ｄ…電子機器、１０…容器、１１…絶縁基板、１１ａ…第１の絶縁基板、１１ｂ…第２の絶縁基板、１２、１２ａ、１２ｂ…第１の電極パッド、１３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ…実装端子、１４…ビア電極、１５…金属塊（金属塊接続用導電部材）、１６、１６ａ、１６ｂ…第２の電極パッド、１８…蓋部材、１８ａ…鍔部、１９…シールリング、２０…電子素子、２０ａ…第１の電子素子、２０ｂ…第２の電子素子、２２、２２ａ、２２ｂ…凹部、２４…貫通孔、２６…突起、３０…圧電振動素子、３２…圧電基板、３３…励振部、３４…周辺部、３５ａ、３５ｂ…励振電極、３６ａ、３６ｂ…リード電極、３８ａ、３８ｂ…電極端子、Ａ…突起部、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４…キャスタレーション
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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